Влияние географического положения на состав песка

Актуальность

Обратиться к исследованию зависимости состава песка от географического положения авторов работы подтолкнул один случай.

В школьном кабинете географии, на полке в шкафу, находилась коллекция, которую собирает учитель географии. Коллекция оказалась необычной. В маленьких контейнерах находился песок.

Возник вопрос – как удалось собрать коллекцию?

Из разговора авторы узнали, что песок был привезен бывшими учениками школы. При ближайшем рассмотрении стало понятно, что пески разные. Они отличаются по цвету и размеру частичек. Данную работу можно считать актуальной, потому что она имеет информационную ценность для учащихся, учителей и людей, которых интересует тема природы Земли. В данной работе собраны и описаны различные сведения о песке: о составе песка, о факторах его образования.

Цель работы: исследовать песок из разных точек нашей планеты и выявить его особенности путём изучения его состава, структуры и условий происхождения.

Содержание работы

Гипотеза – если песок разный, то можно предположить, что на его образование и структуру влияют различные внешние факторы среды. Авторами были выбраны методы исследования и разработан план  работы, который состоит из двух частей. Это теоретическая часть, практическое исследование и обобщение и систематизация чернового материала.

Методы работы:

1. Изучение специальной литературы (теоретический метод).

2. Практическое исследование образцов песка (эмпирические методы).

3. Рентгеноструктурное исследование: метод определения структуры любого кристаллического материала с использованием рентгеновских лучей (эмпирический метод).

4. Сравнение и фиксация наблюдений (математический метод).

5. Обобщение и систематизация материала по данной теме.

Был изучен состав песка на основе образцов, доставленных из разных уголков земного шара. Цвет у них разный, возможно, и структура вещества отличается? Для исследования был использован рентгеновский дифрактометр PHYWE XR 4.0. Совместно с инженером лаборатории были сделаны снимки различных образцов (образцы были взяты по принципу контрастности цветов). Для этого авторы взяли небольшое количество песков, растерли их в мелкий порошок в ступках и положили в кюветы толщиной 0.5 мм. Съемка делалась в рентгеновском излучении на молибдене в течение 2,5 часов, потом снимки проявлялись в темной комнате.

Снимки, которые получаются в рентгеновском излучении – это «отпечатки пальцев» структуры, они указывают на расположение атомов в минералах, слагающих песок. Если у двух веществ одинаковая кристаллическая структура, то картинка на рентгеновском снимке будет одинаковая, если разная – снимки будут значительно отличаться.      

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

Чашки Петри, предметные стекла, микроскоп, электронные весы, экспериментальная установка XR 4,0, рентгеновский дифрактометр PHYWE, линейка, штангенциркуль, рентгеновская пленка, проявитель, закрепитель, стоп-раствор.

Выводы

В результате гипотеза о том, что разнообразие песка обусловлено его образованием и различными внешними факторами, оправдалась.

Цель работы по изучению песка достигнута. Можно сделать следующие выводы:

1.      Размер частичек зависит от рельефа местности и от интенсивности процессов выветривания.

2.      Песок состоит из минералов разного цвета, а также останков организмов морского происхождения.

3.      Кристаллическая структура у разных образцов песка одинаковая, хотя цвета и примеси в образцах разные.

Перспективы использования результатов работы

В дальнейшем работа будет продолжена, так как коллекция песка будет пополняться новыми образцами. В будущем будет создана интерактивная карта, на которой будут указаны места взятия образцов песка. Изменится и целеполагание, так как добавится новая глава: откуда лучше доставлять песок в песочницы дворов Москвы.

Сотрудничество с вузом при создании работы

Работа проводилась в рамках школы на базе оборудования Курчатовской лаборатории непрерывного конвергентного образования.